RU1830154C

RU1830154C - Electrobeam device

Info

Publication number: RU1830154C
Application number: SU823495254A
Authority: RU
Inventors: Байсвенгер Зигфрид; Боппель Вольфганг
Original assignee: Др.Инж.Рудольф Хелль, Гмбх
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1993-07-23

Abstract

Использование: электронно-лучевое устройство предназначено дл формировани электронного пучка с заданным поперечным размером. Сущность изобретени : устройство содержит электронную пушку, включающую катод, управл ющий электрод , анод и датчик поперечного размера пучка, а также схему питани и регулировки размеров пучка. Датчик выполнен в виде кольцевой диафрагмы, охватывающей пучок , сигнал с датчика сравниваетс с опорным , а разностный сигнал через схему регулировки воздействует на блок питани управл ющего электрода, что обеспечивает стабильность заданного размера пучка. С целью повышени стабильности анод с датчиком объединены в единый прот женный вдоль оси электрод в виде цилиндра Фа раде , что исключает вли ние отраженных и вторичных электронов на работу устройства . 2 ил.Usage: An electron beam device is designed to form an electron beam with a given transverse size. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises an electron gun including a cathode, a control electrode, an anode and a transverse beam size sensor, as well as a power supply and beam size adjustment circuit. The sensor is made in the form of an annular diaphragm covering the beam, the signal from the sensor is compared with the reference one, and the difference signal through the adjustment circuit acts on the power supply unit of the control electrode, which ensures the stability of the specified beam size. In order to increase stability, the anode with the sensor is combined into a single electrode extended along the axis in the form of a Farade cylinder, which eliminates the influence of reflected and secondary electrons on the operation of the device. 2 ill.

Description

ЁYo

Изобретение относитс к высокостабильному источнику излучени зар женных частиц с подогревным катодом, вспомогательным электродом и анодом со сквозным отверстием.The invention relates to a highly stable radiation source of charged particles with a heated cathode, an auxiliary electrode, and an anode with a through hole.

В основе насто щего изобретени лежит задача создани высокостабильной электронной пушки, в которой луч. стабилен по исходному размеру, углу раствора и току.An object of the present invention is to provide a highly stable electron gun in which a beam. stable in initial size, solution angle and current.

Дл решени этой задачи на обратной, по отношению к катоду, стороне вспомогательного электрода предусмотрена окружающа луч соединенна с измерительным резистором измерительна диафрагма, с помощью которой может диафрагмироватьс часть пучка, на которую воздействует вспомогательный электрод, причем измерительный резистор в качестве датчика действительных значений соединен с подключенным к опорному напр жению регул тором, а выход регул тора дл стабилизации диафрагмируемого посредством диафрагмы пучка соединен с вспомогательным электродом. В зависимости от расположени измерительной диафрагмы может быть благопри тным соединение измерительной диафрагмы с потенциалом, который отличаетс от нулевого потенциала электронной пушки. Предпочтительный вариант изобретени заключаетс в том, что диафрагма выполнена в виде клетки Фараде . Другое предпочтительное выполнение изобретени заключаетс в том, что анод пушки выполнен в виде измерительной диафрагмы .To solve this problem, a surrounding beam is provided on the opposite side of the auxiliary electrode to the cathode, and a measuring diaphragm connected to the measuring resistor can be used to diaphragm the beam that is affected by the auxiliary electrode, the measuring resistor being connected to the connected to the reference voltage by the regulator, and the output of the regulator to stabilize the beam diaphragmed by the diaphragm is connected to the auxiliary th electrode. Depending on the location of the measuring diaphragm, it may be advantageous to connect the measuring diaphragm to a potential that is different from the zero potential of the electron gun. A preferred embodiment of the invention is that the diaphragm is in the form of a Farade cell. Another preferred embodiment of the invention is that the anode of the gun is in the form of a measuring diaphragm.

. На фиг. 1 показано размещение электродов электронной пушки; на фиг.2 - принципиальна схема выполнени устройства.. In FIG. 1 shows the placement of electrodes of an electron gun; Figure 2 is a schematic diagram of an apparatus.

На фиг.1 изображена принципиальна конструкци электронной пушки, а именно подогревный катод К, вспомогательный Figure 1 shows the basic design of the electron gun, namely the heated cathode K, auxiliary

0000

ы оs about

кto

соwith

электрод W и измерительна диафрагма М. котора окружает выход щий из поверхности катода электронный луч Е. Измерительна диафрагма М соединена через измерительный резистор RM с посто нным потенциалом, например, потенциалом мае- сы. и выполнена таким образом, что улавливает часть пучка, котора больше отверсти В диафрагмы. Дл поддержани посто нной эффективности этой диафр.агмы, пространство перед диафрагмой в направлении катода выполнено а виде клетки FK Фара- де . В электронной пушке измерительна диафрагма может быть анодом или анод, в направлении луча, может быть размещен перед или за измерительной диафрагмой. Если пучок сфокусирован так, что он имеет размер, который изображен граничными лучами EI и Е2, то он может без помех проходить через отверстие В диафрагмы. Если пучок более веерообразный,как это изображено граничными лучами Ез и , то он на- талкиваетс на внутреннюю стенку измерительной диафрагмы М и через измерительный резистор RM к опорному потенциалу течет ток..the electrode W and the measuring diaphragm M. which surrounds the electron beam E emerging from the surface of the cathode. The measuring diaphragm M is connected through the measuring resistor RM with a constant potential, for example, the potential of the mixture. and is configured to capture a portion of the beam that is larger than the diaphragm hole B. To maintain the constant efficiency of this diaphragm, the space in front of the diaphragm in the direction of the cathode is made in the form of a FK Farade cell. In the electron gun, the measuring diaphragm can be an anode or an anode, in the direction of the beam, can be placed in front of or behind the measuring diaphragm. If the beam is focused so that it has a size that is depicted by the boundary beams EI and E2, then it can pass through the aperture B of the diaphragm without interference. If the beam is more fan-shaped, as shown by the boundary beams Ez and, then it bumps against the inner wall of the measuring diaphragm M and current flows through the measuring resistor RM to the reference potential.

При этом предпочтительно чтобы измерительна диафрагма М была соединена с потенциалом, который отличаетс от нулевого потенциала электронной пушки.Moreover, it is preferable that the measuring diaphragm M is connected to a potential that differs from the zero potential of the electron gun.

Практика показывает, что из-за термических дрейфов, прежде всего в фазе разгона , измен етс рассто ние между катодом и анодом. При твердо отрегулированном напр жении на вспомогательном электроде W, также называемым цилиндр Венельта, измен етс геометри пучка и из-за этого при отсутствии измерительной диафрагмы М и предусмотренного согласно изобретению регул тора происходит изменение интенсивности пучка.Practice shows that due to thermal drifts, especially in the acceleration phase, the distance between the cathode and anode changes. With a firmly adjusted voltage at the auxiliary electrode W, also called the Venelt cylinder, the beam geometry changes, and because of this, in the absence of the measuring diaphragm M and the regulator provided for in the invention, the beam intensity changes.

Нэ фиг.2 изображена схема, в которой по вл ющийс в измерительном резисторе RM ток, вызывающий на измерительном резисторе RM падение фактического напр жени Uist подаетс в регул тор R напр жени , который в свою очередь соединен с опорным напр жением Uraf. Выход регул тора соединен с регулирующей схемой S, котора подает к вспомогательному электроду W регулирующее напр жение, обеспечивающее стабильное напр жение на измерительном резисторе RM. Опорное напр жениеFig. 2 is a diagram in which a current appearing in the measurement resistor RM causing a drop in the actual voltage Uist in the measurement resistor RM is supplied to the voltage regulator R, which in turn is connected to the reference voltage Uraf. The output of the regulator is connected to a regulating circuit S, which supplies a regulating voltage to the auxiliary electrode W, which provides a stable voltage to the measuring resistor RM. Reference voltage

служит в регулирующей схеме в качестве фиксированного базового напр жени , с которым сравнивают регулируемое напр жение и определ ют отклонение регулируемой величины. Это вл етс нормальной функцией контура регулировани . На измерительном сопротивлении RM имеетс Uist (действующее в качестве меры анодного тока , так как в соответствии с законом Ома напр жение на сопротивлении пропорциональнотоку Регул тор R сравнивает Uistc Uref (действующее с опорным) и определ ет отклонение Uist от Uref и передает его далее на исполнительный элемент S. Исполнительный элемент затем в зависимости отserves in the control circuit as a fixed base voltage with which the controlled voltage is compared and the deviation of the controlled variable is determined. This is a normal function of the control loop. On the measuring resistance RM there is Uist (acting as a measure of the anode current, since, according to Ohm's law, the voltage on the resistance is proportional to the current. The controller R compares Uistc Uref (acting with the reference) and determines the deviation of Uist from Uref and passes it further to the executive element S. Actuator then depending on

отклонени регулирует напр жение на . вспомогательном электроде W.deviation adjusts the voltage to. auxiliary electrode W.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An electron beam device comprising an electron gun including

a heating cathode, an auxiliary control electrode, an anode with a through central hole for passing the beam and a measuring sensor in the form of an annular diaphragm enclosing the beam, as well as a measuring resistor, power supply units of the cathode and auxiliary electrode, and an auxiliary electrode power supply unit regulator, moreover, the measuring diaphragm is connected to the first terminal of the measuring resistor, the second terminal of which is grounded, the first terminal of the resistor is connected to Odom regulator, the output regulator is connected to

the control input of the auxiliary electrode power supply unit, and the output of the latter is connected to the auxiliary electrode, which requires that, in order to increase the stability of the transverse beam size, the anode and the measuring diaphragm are combined into a single electrode made in in the form of a Farade cylinder with a central hole for the passage of the beam.

Y ////////// L I Y ////////// L

v

Figure 1

Ooh

.ti. .

/ 777 /

W

/

I AM

Fie. 2